1、浅谈北京公交智能交通系统doc浅谈北京公交智能交通系统 1 关于对ITS的认识智能交通系统（Intelligent Transportation System, 缩写为ITS）是解决当今交通问题的新思路。什么是ITS现在还没有统一的定义，可以认为智能交通系统是交通系统在信息化的基础上发展到一个更高的阶段，即智能化阶段。广议上的智能交通系统应该包括交通系统的规划、设计、实施与运行管理都实现智能化，而狭义的智能交通系统则主要指交通运输系统的管理与组织的智能化，其实质上就是利用高新技术对传统的交通运输系统进行改造而形成的一种新型现代交通系统。因此可以这样给ITS下一个定义：智能交通系统（ITS）是将
2、先进的信息技术、数据通信技术、控制技术以及人工智能技术等有效地综合运用于整个交通管理体系，在系统工程综合集成思想的指导下，建立起来的一种在较大范围内发挥作用的，实时、准确、高效的交通运输综合管理系统。公交智能交通系统是智能交通系统（ITS）的一个子系统，ITS对公交智能化的功能要求包括以下九点： 运用车载数据采集技术实现对运营车辆的监视 运用有效策略使晚点车辆恢复正常运营 运用当前的操作数据及其它数据来源编制运营管理计划 要求应答系统为乘客提供个人出行服务 提供安全协调监控与紧急救援服务系统的接口 综合运用历史数据及其它因素规定司售人员的活动 编制运营车辆的维修计划并为修理人员进行工作分配 可
3、实现车内收费或路边收费 为乘客提供车辆运营信息及可达车辆信息 满足上述九个功能来判断一个公交运营管理系统是否符合“智能化”的要求。 2 北京公交ITS框架设计北京市公共交通总公司是国营大型专业客运交通企业，现拥有公共电汽车6500多辆，运营线路320多条，运营里程6200多公里，年客运总量34.5亿人次，占全市公共客运量的70-80%，占全市各种方式出行量的25%左右。随着公交优先战略的确定，公交在缓解城市交通拥堵的作用将越来越重要，与这种要求相比，北京公交还有很大差距，主要表现为：1）为社会提供服务信息的水平低，乘客缺乏必要的乘车服务信息；2）调度缺乏必要的信息与辅助处理手段，只能是以经验为
4、主被动、滞后的实施调度；3）企业管理信息化水平低，信息采集、传输处理仍以手工为主。上述问题显然不利于公交对乘客的吸引，也是导致公交运营组织模式落后、调度方式原始陈旧、企业管理效率不高的重要原因。针对目前北京公交调度指挥存在的情况不明、沟通不灵、应变能力差及相应落后的运营管理组织模式，智能调度指挥系统将着重实以下目标： 借助IC卡、车辆定位技术实现客运量、客运收入及运营生产过程信息的自动采集、传输，提高企业基础生产信息记录的客观性与真实性，满足不同层次、不同范围的核算要求。 借助车辆定位、无线通信及大屏幕技术实现对线路运营车辆、机动车辆、抢修车辆动态位置的掌握及与被监控车辆的直接通话，提高调度指
5、挥系统对运营状况的适时监控与应变能力。 借助通信、计算机局域网及管理信息系统实现企业经营管理的办公自动化。 借助车辆定位、屏幕显示技术实现线路站牌对运营车辆到达预报及位置信息的显示，提高公共交通的社会服务水平与服务质量。3 北京公交ITS总体技术构想为实现上述目标，系统拟综合应用以下技术：1.用于运营调度指挥与企业管理信息传输的综合通信技术（有线、无线）2.用于对车辆动态监控的车辆定位技术3.用于对运营车辆进行区域适度集中调度的调度平台技术（软、硬）4.用于总调中心提高应变能力，处理突发事件且具有多种显示功能的大屏幕技术5.用于为乘客提供运营信息的电子站牌技术6.会议电视技术7.用于取代纸质车
6、票的感应式IC卡技术8.用于提高企业管理自动化与办公效率的计算机网络技术 北京公交智能调度系统的技术结构大致如下：总公司有一个带三层交换的高速以太网，并有INTERNET服务器与外部联系。总公司的局域网通过固定通信网（DDN）与分公司和保养公司的局域网相联。分公司和保养公司的局域网为高速交换以太网或交换以太网。分公司通过PSTN与车队联系，车队配有微机。公交车辆和电子站牌通过移动通信网与分公司和总公司通信。对北京智能化调度系统总体技术结构进行分解，系统分为计算机网络、通信、GPS、调度平台、大屏幕显示、电子站牌、会议电视七个子系统，各子系统间彼此分工又相互协调，围绕调度平台这个核心子系统，共同
7、构成一个有机的整体。各子系统的主要作用是： 计算机网络子系统 分为总公司计算机局域网和分公司计算机局域网，为分公司和总公司调度中心传输与处理信息提供硬件支持。 通信子系统 分为移动通信网和固定通信网两部分，提供车辆和分公司调度中心、分公司调度中心与总公司调度中心之间的信息传输通道。 GPS子系统 采集车辆定位数据与短信息，通过通信子系统的移动通信网，传至分公司调度中心。 调度平台子系统 开发符合北京公交情况的智能调度软件。 大屏幕子系统 为实现在总公司调度指挥中心监视运营状况提供支持手段。 电子站牌子系统 显示将到达车辆的位置信息，为乘客提供信息服务。 会议电视子系统 实现分公司和总公司之间开
8、远程电视会议的功能。 4 系统效益分析 4.1 社会效益分析该项目建成后，将成为全国第一个公共交通智能化调度系统，它的实现必将对我国各大城市公共交通作业的运营管理发展带来巨大的推动作用。北京为我国首都，是全国政治经济文化中心，为国际化的大都市，北京公交智能化调度系统实现后，将会提高首都北京国际化大城市的形象，提高我国首都北京的世界知名度。提高北京市公共交通企业的社会地位、社会形象和社会影响。为北京市交通运输行业发展提供超前性、高速性、安全性、高效性，起到示范作用。将会把北京市社会上的出行者吸引到乘坐公共交通车上来，进一步发挥公交作用。提高道路通行能力，缓解道路拥塞。为乘客提供更加安全、快捷、舒
9、适公共交通工具，提高对乘客的服务质量。避免或降低事故率，提高路口通行量，加速客流周转。改善公交电汽车的管理，减轻公交职工的工作强度。 4.2 经济效益分析（1）企业内部的经济效益 推进适度规模的区域调度，调度指挥监控等信息传递实现实时快捷准确，提高道路通行能力及运输效率，加速乘客周转，减少能源消耗，降低运营成本。根据国内外数据，智能调度系统真正投入使用后，将节省运力10%左右。 实现公交企业办公自动化，用计算机进行管理、处理日常工作，可提高办公效率。为企业管理，领导决策提供有效依据，使企业管理更加规范化。 改善调度指挥通信等工作环境，提高公交企业的劳动生产效率，实现减员增效，减轻劳动强度。根据
10、国内外经验，智能调度系统真正投入使用后，将精减车队调度员及管理员50%左右。 公交费用支付方式实现IC卡，堵塞逃票漏洞，增加企业收益，同时精确记录、计量企业生产信息，打破分配大锅饭。 实现线路运营实时监控，避免或降低各种事故、险情（抢劫、爆炸等人为破坏）的发生，减少公交企业的直接经济损失。 加强车辆保维修保养，降低故障率，减少不必要的经济损失。综上所述，公共交通智能化调度系统将会促使北京公交乘客增加，提高车辆利用率，节约公交运营系统的劳动力，改善提高车辆保养工作，增加公交企业的经济收入，降低企业生产运营成本，改善公交运营调度指挥的工作环境，促进公交运输企业的发展。（2）企业外部的经济效益提高道
11、路通行能力，减少环境污染，如废气、噪音等污染，降低外差成本。提高安全保障，减少因各种事故造成对企业及社会直接或间接的经济损失。公交企业科技含量的加大，必然会带动其它相关的技术支持性产业的发展，如：电子业、通讯业等。提高公交车的快捷舒适度，有可能减少社会车辆的出行。公共交通智能化调度系统的简称将极大改善北京城市交通状况，提高北京城市交通的整体水平，提高全社会对公交企业的认识，推动国家制定的城市优先发展公共交通政策的实现。邹迎（北京市公共交通总公司信息中心，北京，100044）国内ETC标准化简况和原则 国内在ETC研究和应用方面投入了很大的技术力量和资金，也取得了很大的成果，这为国内的ETC标准
12、的制定工作打下了良好的技术基础。在这一过程中，也出现了比较多的问题，例如前面提到的一路一卡的现象，这些都严重影响了ETC系统在中国的健康发展和ETC系统的后续开发和应用，因此制定ETC标准刻不容缓。国内相关标准部门很早就关注ETC相关技术标准的制定工作。1996年8月，在国家技术监督局和交通部主管部门的指导支持下，国家计委决定立项开展公路交通工程设施综合标准化研究，于1997年12月正式签定研究合同。内容是完成公路交通工程设施综合标准化研究报告和标准化体系表，并在相应的试验基础上编制国家首批急需的2025项标准，其中ETC收费系统DSRC是其中的一项。 鉴于目前国内ETC系统应用现状及国际DS
13、RC标准发展趋势，1998年5月，中国ISO/TC204技术委员会向交通部无线电管理委员会提出将5.8Ghz频段分配给智能运输系统技术领域的短程通信（包括ETC收费系统）, 经国家无线电管理局同意进行试验，具体技术指标为： 频率用户 智能运输系统技术领域的短程通信 频段 5.795-5.815 GHz 调制方式 ASK, BPSK 输出功率 300 mw 传播距离 不小于10 m 由于不停车收费系统是一项新兴的综合性技术，并且以网络化的用户服务为目的，因此开展国内全行业的网络不停车收费系统规范化标准化的研究，有助于推进国内电子不停车收费系统的标准化与规范化。根据国内发展的需要，交通部于1998
14、年1月下达了网络环境下ETC收费系统研究与推广应用的联合攻关项目，旨在全面系统地研究ETC收费系统的技术构成、接口规范、电磁兼容性、网络结算等技术细节，以保障全国各大区域内的系统兼容性，从而确保公路管理公司以及最终用户等的利益，促使ETC收费系统市场健康、快速地发展。 在ETC的标准化工作中，主要的原则如下： 积极采用国际标准和国外先进标准，紧跟ETC国际标准的情况和发展趋势，把国际标准和国外先进标准同我国现行标准进行对比，选出符合国情的ETC相关技术标准并进行采用；把国内外的科技成果用标准的形式固定下来，按标准组织生产，在生产中推广应用。充分考虑我国经济发展的水平和承受能力，在近期内主要考虑
15、被动式ETC系统。根据智能运输系统对DSRC提出的要求，考虑被动式ETC系统向主动式的平稳过渡，为智能运输系统提供高速短程通信链路。考虑开放性和兼容性，制定的标准必须有众多的厂商支持，而且各厂商之间的卡和读写设备相互兼容。为适应高速公路联网收费的要求，ETC设备的接口应符合高速公路联网收费的有关规定和标准，并且支持车载单元（OBU）使用双片式IC卡。 总之，要把我国的ETC标准体系通过研究和调整建成与国际标准水平相当、适合我国国情、技术先进的ETC标准体系。 国际标准化组织（ISO）第204技术委员会中国秘书处 王笑京 郭懿 中国与发达国家智能运输系统（ITS）市场的异同 随着智能运输系统（I
16、TS）在世界各地的迅猛发展,日本、美国和西欧等发达国家已从主要依靠修建更多的道路，扩大路网规模来解决日益增长的交通需求，转移到用高新技术来改造现有道路运输系统及其管理体系，从而达到大幅度提高路网通行能力和服务质量的目的。 长期以来，中国主要沿用的是大量消耗资源和粗放经营为特征的传统发展战略，重发展的速度和数量、轻发展的效益和质量；重外延扩大再生产，轻内涵扩大再生产。在即将进入21世纪的今天，这种发展战略显然违背经济规律和自然规律，将成为制约经济，社会发展的重要因素。社会经济的发展有其固有的和内在的规律，发达国家面对的交通问题是我们必然会遇到的，有些已经提前到来，因此中国需要发展ITS是毋庸置疑
17、的，特别是我们面对即将到来的信息社会和知识经济，加快利用高新技术的应用，改善我们的交通系统就变得更加紧迫了。另外ITS将是我国高新技术应用的巨大市场之一，因此ITS对于我国实现跳跃式发展，实现高新技术的产业化具有重大的意义。 中国ITS将在向发达国家的学习、跟踪和引进中发展，市场将在中国的实际应用中逐步形成，因此中国ITS的市场和产品既有与发达国家系统或类似的一面，又有自己的特点。下面仅举几例： 相同的方面： 1. 市场容量的巨大。 发达国家的政府和民间企业都对ITS的研究和开发投入了大量的金钱，这在交通运输领域中是从来没有过的，这与ITS的巨大市场前景是分不开的。正象前面所举的例子，日本认为
18、ITS将在日本形成50万亿日元的巨大市场，当然这其中包括政府在ITS基础设施中的采购， 如交通控制系统，运输管理系统、通信和信息基础设施和设备等，以及消费者购买的ITS消费品，如汽车导航产品、车载信息设备、不停车收费卡的消费等等。在中国ITS的市场同样是巨大的，仅以基础设施建设为例，中国政府将在大陆上建设35000公里的高等级公路，在高等级公路的建设中，有相当一部分需要建设通信、监控和收费系统，这部分的投资一般占到基本建设总投资的34，1998年中国在公路方面的建设投资为1800亿元，如果其中的1000亿元用于高速公路的建设，则通信、监控和收费系统方面的投资将有3040亿元。这仅仅是当前ITS
19、应用初级水平，而且只是高速公路建设，如果考虑到城市基础设施的建设以及今后ITS应用水平的提高，中国ITS市场的容量将是天文数字。 2. 交通管理和不停车收费系统的市场首当其冲。 交通管理是各国城市永恒的主题，只是今天使用了更多的高新技术，由于高新技术的应用，使得交通管理的观点、交通控制的原则、系统的设计都发生了较大的变化，自学习、自适应功能与信息的共享成为ITS的特色。以视频信号采集和激光、微波传感器为主的交通信息采集系统，以大型可变情报板、交通广播和车载信息系统为特色的信息发布系统，以大型背投式显示系统为核心的交通监控中心以及以光缆为主体配以专用短程通信的信息传输系统，再加上带有人工智能特色
20、的软件系统，就构成了ITS领域中交通管理系统的主体。中国交通管理（监控）系统与发达国家的构成基本相同，只是由于中国交通的构成（机动车、非机动车、行人等）与发达国家有很大的不同，中国的文化背景和交通行为与发达国家差别很大，因此在系统的设计和软件的设计上与发达国家有较大的区别。 不停车收费是ITS服务领域中的一个特殊的方面，由于它涉及交通基础设施投资的回收，又是缓解收费站交通堵塞的有效手段，而且在使用中收费卡的用量又很大，因此各个国家都把不停车收费系统（ETC）作为ITS领域最先投入应用的系统来开发。即使是以前很少有公路收费的国家（如美国、德国等），考虑到扩大道路建设资金的来源以及鼓励私人投资公路
21、建设或控制大城市的交通量，都纷纷将ETC引入道路系统。 我国也不例外，中国从80年代开始进行高等级公路投资机制改革和收费方针的尝试，从此中国高等级公路的建设开始以市场的机制进行运作，加快了中国公路建设的步伐。截止到1997年，中国大陆已经修建了超过4700公里的高速公路，高等级公路达到19000万公里。目前收取道路通行费是我国公路建设投资的主要回收方式之一，在高速公路建设的起步阶段（80年代末期），在中国收费站，工作比较可靠的收费系统基本都是引进的，如京津塘高速公路；进入90年代以后中国的收费系统开始了引进关键设备，中国公司进行系统集成的阶段，如北京的八达岭高速公路和广东的深汕高速公路等。一般
22、地，在不找零时，每辆车的平均收费时间约为1015秒；如需找零时，则收费平均时间约为1824秒。据测算，封闭式收费系统每车道每小时的最大车流量约为320辆。由于目前大多数路桥收费站采用的是人工收费而且部分公路经营公司注重自身的经济利益，造成收费站的间距过密，多次停车使新建道路网的通行能力不能充分发挥，车辆频繁的启动和刹车，既浪费汽油又污染环境，同时还加快车辆部件的磨损，增加交通事故发生的可能性。随着经济的发展，中国许多地区的高等级公路交通量迅速上升，例如广东省广州到佛山的高速公路，平均24小时交通量为27600辆，平均年增长率为10.6；广州市的北环高速公路，日交通量已近10万辆 。又例如北京首
23、都机场高速公路，1997年全线日交通量已达59664辆，主线收费站日交通量为35232辆。在这些高速公路高峰时，收费站已经成为“瓶颈”，在广东行车20分钟，排队交费20分钟的事时有发生。所以目前我国交通部门已经把不停车收费系统的开发和应用列为我国ITS领域首先启动的项目，从1998年初开始，交通部组织近10个省的交通厅开展了“网络环境下的不停车收费系统研究”，在该项目中，将研究制定我国的“不停车收费系统指导性意见”（包括：系统构成与接口规范、标签和路段的编码规范、不停车收费系统专用标志标线及信号规范、网络环境下不停车收费的结算制度、不停车收费系统电磁兼容性验收规范等），并在四个省、市进行示范工
24、程。 3. ITS将为通信和信息设备带来又一个大用户。 ITS与以前的交通监控和管理系统的区别，不仅仅在于其内容大大超出了交通监控和管理的范畴，而且在信息的处理和信息共享方面提出了更高的要求，因此可以说ITS是建立在通信和信息系统之上的，多种高新技术和传统管理技术集成应用的系统。这无疑给通信和信息设备提供了巨大的市场，这是继公用电信网之后的又一个大用户。 不同的方面： 1. 中国ITS与基础设施建设同行。 发达国家目前已经建成了四通八达的高速公路网，城市基础设施的建设也基本完成，他们是在这样的条件下开发和应用ITS。而中国则不同，我们的基础设施建设应该说刚刚开始上台阶，目前中国人均占有的高速公
25、路仅是发达国家的平均水平的几十分之一，因此中国的高速公路建设还将持续相当一段时间。另一方面中国城市的基础设施也处于建设时期，广大农村的城市化进程刚刚开始，所以中国ITS的开发和应用与国外有着很大的不同，最大的区别就是我们ITS的开发和应用与基础设施建设同行。这种区别使得我们在建设基础设施的同时，可以将ITS应用的基础条件一次考虑，甚至同步建设，这就需要我们特别注意不要将国外为修补原有系统而开发的一些产品引进到中国，而且中国的企业应该与中国的最终用户一起研究中国的ITS究竟有什么内容，使用的环境是什么，搞出中国自己的ITS框架结构进而知道应该引进或开发什么样的产品。而不是无选择的代理和推销国外的
26、产品，或看到国外在应用什么产品就简单地认为中国也可以应用，而盲目的进行仿制开发或引进。 2. 中国ITS近期内将以投资类产品为主。 正如前面所说的，中国ITS与基础设施建设同行，而且我国的信息化水平以及国民的购买力较低，因此在中国开发和推销ITS相关的产品就与发达国家有很大的不同。近期内中国使用ITS产品最大的用户将是基础设施建设的投资者，而老百姓使用的一些产品，还要有一段准备期。例如车载导航产品，这种产品在日本已经进入普及阶段，现在市场上在用的已经达300万台（套）。我国有不少公司以及个别的地方看到这种产品在日本的大量应用，就认为中国很快也会有应用，于是也开始进行开发和推销，甚至计划与国外公
27、司合作引进生产线。其实这种产品在中国的应用还要有一段时间，首先，中国的信息化水平较低，在城市中交通信息的采集远远没有达到可以提供给导航应用的水平；其二，我国的信息处理和发布手段很落后，特别是目前还没有解决信息传输到车的途径；其三，也是最重要的，我国交通参与者(驾车人、乘客、骑车人等)的购买力、素质和活动范围都无法与发达国家相比，而较小活动范围内驾车人基本上不使用导航产品，因为对于上班者来说，每天的交通状况和规律他们都知道。笔者通过在日本实地询问驾车人证实了这一点。不过车载信息设备是将来汽车的必备设备，导航仅是其应用的一个方面，因此我们对车载信息产品的跟踪必须加强，随着中国国家和老百姓经济实力的
28、增强，车载信息设备将会进入千家万户。 3. 中国ITS应用将是追赶型的。 ITS是从发达国家来的，我们的交通管理、道路管理都在学习发达国家，我们的信息系统建设使用的也是发达国家提出的概念和产品。所以可以说中国ITS应用将是追赶型的，而发达国家则是ITS开发和应用的先导，。这就对中国ITS开发和应用提出了一个深层次的问题，处在追赶中的中国，能够形成自己的ITS产业吗？这个问题笔者还没有答案，因此想提出来供读者讨论。 总之现代交通运输的发展因为智能运输系统（ITS）的发展与应用，正迈向新纪元。在过去的一个时代，交通运输与社会经济生活的联系更加紧密，道路运输已成为最重要的地面运输方式之一，在发展中的
29、中国，道路运输增长的需求当前主要靠提供更多的基础设施来满足，特别是建立完善的道路网络。然而在即将进入的21世纪，这种需求将受到限制，而且需求本身在很大程度上要靠先进的通信技术、信息技术和电子技术来满足。尽管在全球的许多地方仍将建设更多的基础设施，但它已不再是解决交通运输拥挤的唯一办法。随着ITS的快速发展，中国正面临日益增长的、尖锐的交通需求，中国必须在多种解决途径中作出决断。 交通智能运输系统工程研究中心 王笑京上海智能交通系统的研究现状及应用前景 一、引言 上海是一个具有700年历史的特大城市。由于历史的原因，上海的交通设施没有一个合理有序的宏观布局，城区建筑密集，没有足够的交通空间。改革
30、开放前的几十年时间里，上海城市基础设施的建设速度缓慢，交通基础设施严重不足，交通阻塞现象严重，严重制约了经济的发展。为了尽快改善本市的交通状况，改革开放以来，特别是1992年以来，本市的交通设施建设有了很大的发展，在修建了中国大陆第一条高速公路-沪宁高速公路后，又先后建成 了南铺大桥、杨铺大桥、内环线高架道路、外滩拓宽、成都路高架道路、延安路高架和通往机场的虹桥路高架道路等城市快速干道系统以及辛松、沪宁等高速公路，沪杭高速公路也即将建成通车。 大量交通设施的修建大大缓解了上海市的交通拥挤状况，改善了交通安全和交通废气的污染；但是，一方面由于交通量的持续增加，另一方面由于交通设施的修建又诱发了大
31、量新的交通需求，所以尽管修建了大量的交通设施，加强了交通管理，完善了交叉口信号控制系统和交通监控指挥系统，建立了交通信息广播电台，上海的交通拥挤状况依然十分严重，在一些地区甚至是有增无减。 现代电子、通讯和计算机技术的进步为我们解决上海的交通问题提供了新的思路，包括加拿大在内的发达国家在采用高新技术解决交通问题方面所取得的研究进展和成功实践使我们深受启发，大受鼓舞。我们越来越清晰地认识到，我们不仅仅应该修建更多的交通基础设施，而且应该十分重视采用先进技术使人们的出行过程信息化，提高交通的机动性、安全性和道路的通行能力。这样，不仅可以大大节约解决交通问题的投资，最大限度地发挥已有道路系统的交通效
32、率，降低交通因素对环境的影响。 二、上海城市道路交通的现状 1. 道路设施和出行车辆的基本规模上海市中心区的面积约280平方公里，市区地面道路长度约1500公里，面积约2500万平方米。高架道路长度约49.8公里，地铁长度约22公里。城市道路被划分为城市快速干道、城市主干道、次干道和一般道路。上海的快速干道全部是高架道路系统，目前的长度为？公里；主干道是指通行公共交通的道路，共79条，长度为400公里。路面铺装率为100%，上海郊区公路的总长度为3961公里，其中高速公路64公里，一级公路242公里，二级公路593公里，三级公路1916公里；路面的铺装为100%。 由于上海市的经济发展速度较快,所以机动车的数量以每年10%以上的速度递增,目前全市机动车保有量已达54多万辆,其中出租车约6万辆。除此之外，还有40多万辆的助动车和700多万辆的自行车。车辆出行频繁，道路交通量很大，市区交通的空间饱和度已超过0.8,平均行程车速
